JP3883808B2

JP3883808B2 - Conductive focus waffle

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Publication number: JP3883808B2
Application number: JP2000552701A
Authority: JP
Inventors: チャン，デイビッド，シー．; ラーン，アーサー，ジェイ．; マッキー，ボブ，エル．; ドラム，ポウル，エム．; モーリス，デイビッド，エル．
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-05-14
Also published as: KR100403930B1; JP2002517883A; EP1082745A4; EP1082745B1; DE69937793T2; US6528930B1; KR20010043739A; WO1999063570A1; DE69937793D1; EP1082745A1; US6176754B1

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明はフラットパネルディスプレイの分野に関する。より特定的には、本発明は、フラットパネルディスプレイ画面構造体の「フォーカスワッフル」に関する。
【０００２】
（背景技術）
フラットパネルディスプレイ装置はしばしば、例えばスピンドタイプの電界エミッタなどの電子放出構造体を用いて動作する。これらのタイプのフラットパネルディスプレイはしばしば、電子放出構造体から放出された電子の経路を収束する又は画定するためにポリイミド製構造体を用いる。１つの先行技術による方式では、このポリイミド製構造体は「フォーカスワッフル」と呼ばれている。この構造体は、互いに平行な複数の行と、互いに平行であるが前記複数の行に対して実質的に直交する複数の列と、から成っている。ポリイミド材料のこの複数の行と列は自身同士間にある開口を画定している。このフォーカスワッフルは、放出された電子がフォーカスワッフル構造体の開口中を通過して、対応するサブピクセル領域に向けて方向付けされるように電子放出構造体とフェースプレートの間に配置されている。
【０００３】
不運なことに、このような先行技術によるポリイミド製フォーカスワッフル構造体は極端に高価であり、したがって、フラットパネルディスプレイの生産のためのさらなる経費を必要とする。さらなる欠点として、このような先行技術によるポリイミド製フォーカスワッフル構造体は、フラットパネルディスプレイ装置における主な汚染源である。すなわち、このような「汚い」ポリイミド製フォーカスワッフル構造体は、フラットパネルディスプレイ装置の真空排気された環境に汚染粒子を導入する。このような汚染粒子はフラットパネルディスプレイ装置の性能を劣化させ、また、変色を引き起こしたりしかねず、さらにフラットパネルディスプレイ装置の有効寿命を減少させる。汚染粒子を放出することに加えて、このような先行技術によるフォーカスワッフル構造体はまた、フラットパネルディスプレイの生産ステップ中に引き起こされる電子脱離と熱応力が原因で、材料（例えば有機物）をガス抜きしてしまう。
【０００４】
さらに別の欠点として、ポリイミド製フォーカスワッフル構造体に付着した導電性コーティング（例えばアルミニウム）を使用すると、従来型のフラットパネルディスプレイ装置の生産中にかなりの困難さと複雑さを導入することになる。より具体的には、従来型のフラットパネルディスプレイの生産においては、導電性コーティングは角度付き蒸着プロセスを用いて付着される。この角度付き蒸着プロセスは困難で時間がかかり、高価である。実行困難であることに加えて、この角度付き蒸着プロセスの時間がかかるという性質によって、フラットパネルディスプレイ装置の生産の際におけるスループットと歩留まりが落ち込む。
【０００５】
したがって、高額な経費や汚染物の放出やガス抜きなどという欠点を持たないフォーカスワッフル構造体に対する必要性が存在する。さらに、上記の必要性を満足し、また、複雑で困難な角度付き蒸着処理ステップを必要としないフォーカスワッフル構造体に対する必要性が存在する。またさらに、上記の必要性を満足し、また、フォーカスワッフルの生産スループットと歩留まりをさらに向上させるフォーカスワッフル構造体に対する必要性が存在する。
【０００６】
（発明の開示）
本発明は、あまり汚染物放出やガス抜きのないフォーカスワッフル構造体を提供する。本発明はさらに、また、複雑で難しい角度付き蒸着処理ステップに対する必要性を解消するフォーカスワッフル構造体を提供する。加えて、本発明はまた、フォーカスワッフルの生産スループットと歩留まりを向上させるフォーカスワッフル構造体を提供する。ここに記載する本発明は、フラットパネルディスプレイ装置のカソード部分から放出された電子を収束させる導電性フォーカスワッフル構造体と、この導電性フォーカスワッフル構造体を形成する方法と、を提供する。また、本発明によるフォーカスワッフル構造体は多くのタイプのフラットパネルディスプレイに応用可能であることが理解されよう。
【０００７】
具体的に言うと、１つの実施形態では、本発明は光映像性材料から成る第１の層をフラットパネルディスプレイ装置のカソード部分上に付着させる。次に、この実施形態は、光映像性材料の層のある部分を開口が形成されるように除去する。次に、導電性材料の層がカソードの上に、この導電性材料層が光映像性材料の開口内に配置されるように付着される。ある材料から成る誘電層もまたカソードと導電性材料の底部表面間に配置される。次に、本発明のこの実施形態では、導電性フォーカスワッフル構造体の少なくとも１部分がカソード上に形成されるようにこの光映像性層を除去する。この除去の際に、導電性フォーカスワッフル構造体の少なくとも第１の部分が形成される。
【０００８】
１つの実施形態では、本発明は上記の実施形態のステップを含み、さらに、誘電性材料を前記のカソード部分上に、光映像性材料を付着させる前に付着させるステップを有する。この付着の際に、光映像性材料層は、誘電性材料層によってフラットパネルディスプレイ装置のカソード部分から分離される。したがって、光映像性材料層の開口中に配置された導電性材料は、フラットパネルディスプレイ装置のカソード部分とは直接には電気的に接触していない。
【０００９】
さらに別の実施形態では、本発明は上記の第１の実施形態のステップを含み、さらに、光映像性材料上に導電材料を付着させる前に、光映像性材料に形成された開口中に誘電性材料を付着させるステップを有する。この動作の際に、光映像性材料層の開口中に配置された導電性材料は、フラットパネルディスプレイ装置のカソード部分と直接には電気的に接触していない。
【００１０】
本発明のこれら及び他の恩典と利点は、様々な図面に示す好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読めば通常の当業者には疑いもなく明らかであろう。
【００１１】
（好適な実施形態の説明）
ここで本発明の好ましい実施形態を詳細に参照して、その例を添付の図面に示す。本発明はこれらの好ましい実施形態に関連して説明されるが、それらに限定することを意図したものではないと理解されたい。逆に本発明では、添付の請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲内に含まれる代替例、変更例及び等価物をカバーすることが意図されている。さらに本発明の以下の詳細な説明においては、本発明の十分な理解を得るために多くの具体例が詳細に述べられる。しかしながら本発明はこれらの具体的な詳細が無くても実行できることは当業者にとって明らかである。他の例では本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるために、周知の方法、手順、構成部品及び回路の詳細な説明は行われない。
【００１２】
ここで図１Ａを参照すると、本クレームに記載されている発明の１つの実施形態の導電性フォーカスワッフルの形成方法における開始点を表す側部断面図が示されている。明確化するために、技術上周知である特定の特徴は以下の図において示されない、又は以下の説明において詳述されないことを理解されたい。本実施形態では、電界放出ディスプレイのカソード部分が示される。具体的には図１Ａでは、基板１００はその上に配置された行電極（図示せず）を有する。本発明はまた、例えば行電極がその上に配置された抵抗性層（図示せず）を有するような様々な他の構成に適合する。例えば二酸化シリコンからなる金属間誘電層１０２が行電極の上に配置される。導電性ゲート電極層１０４が金属間誘電層１０２の上に置かれる。一般に１０６で示される電界エミッタ構造体が金属間誘電層１０２のそれぞれの空洞内に形成される。さらに密閉層１０８が金属間誘電層１０２内の空洞を覆って、次の処理ステップの間、電界エミッタ１０６を保護する。
【００１３】
ここで図１Ｂを参照すると、本発明の１つの実施形態では、絶縁性材料の層１１０（例えば誘電性材料層）がそのカソード部分の上に付着される。本実施形態では、絶縁性材料層１１０は、例えばスピンオンガラス（ＳＯＧ）である。しかしながら、本発明は図１Ａのカソード部分の上に他の様々なタイプの絶縁性材料を配置するのに適している。この実施形態では、絶縁性材料層１１０は約５〜５０ミクロンの深さまで堆積する。
【００１４】
ここで図１Ｃを参照すると、本発明の実施形態では、光映像性材料の層１１２が図１Ｂのカソード部分の誘電層１１０の上に付着される。本実施形態では、光映像性材料の層１１２は、例えばニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社（Ｈｏｅｃｈｓｔ−Ｃｅｌａｎｅｓｅ）製のＡＺ４６２０フォトレジスト等のフォトレジストから成っている。しかしながら、本発明は他の様々なタイプと供給者の光映像性材料の使用に適していることが理解されよう。本実施形態では、フォトレジストの層１１２は約４０〜１００ミクロンの深さまで堆積する。
【００１５】
ここで図１Ｄを参照して、光映像性材料の層１１２の堆積後、光映像性材料層１１２は露光処理を施される。露光処理の後、本実施形態では、光映像性材料層１１２の部分を除去して、一般に図１Ｄの側部断面図に１１４で示される開口が光映像性材料層１１２内に形成される。本実施形態では、開口１１４は導電性フォーカスワッフル構造体形成のためのテンプレートを形成する。すなわち、開口１１４は、実質的に直交する行及び列から成るグリッドパターンに配置される。また明瞭化するために、図１Ｄには２つの開口１１４だけが示されているが、開口の多くの行及び列が、光映像性材料層１１２内に形成されることが理解されよう。
【００１６】
ここで図２を参照すると、開口１１４が光映像性材料層１１２内に形成されている図１Ｄの実施形態の平面図が示されている。図２に示されるように、導電性フォーカスワッフル構造体が本発明に従って形成される位置に、開口１１４が配置される。
【００１７】
ここで図１Ｅを参照すると、図１Ｃ及び図２の開口１１４が形成された後、本実施形態では、導電性材料の層１１６が光映像性材料層１１２の上及びその中に形成された開口１１４内に配置される。図１Ｅに示されるように、導電性材料の層１１６は絶縁性材料層１１０によって導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁されている。本実施形態では、導電性材料層１１６は、例えばミシガン州ポートヒューロンのアチソン・コロイド社（ＡｃｈｅｓｏｎＣｏｌｌｏｉｄｓ）製のＣＢ８００ＡＤＡＧから成る。別の実施形態では、導電性材料層１１６は、別のグラファイトベースの導電性材料から成る。更に別の実施形態では、グラファイトベースの導電性材料層は、半乾燥スプレイとして付着されて導電性材料層１１６の収縮を低減する。本発明のそのような実施形態によって、導電性材料層１１６の最終的な深さを効果的に制御することが可能となる。そのような堆積方法が上に挙げられているが、本発明はまた、他の様々な導電性材料を光映像性材料層１１２の上及び光映像性材料層１１２の中に形成された開口１１４内に堆積する様々な他の堆積方法を用いるのにも適していると理解されよう。
【００１８】
次に図１Ｆに移ると、本発明の１つの実施形態では、光映像性材料層１１２の上部及び／又は光映像性材料層１１２の内部の開口１１４内に配置された余分な導電性材料が、光映像性材料層１１２の上部表面から拭き取る（例えば「スクィージする」等）ことによって除去される。その際に本発明は、導電性材料層１１６が光映像性材料層１１２内の開口１１４の内部で所望の深さになることを保証する。余分な導電性材料が除去された後、導電性材料の層１１６は硬化する。本実施形態では、導電性材料層１１６は、約摂氏８０〜９０度で約４〜５分間ベークされる。別の実施形態では、光映像性材料層１１２の上部及び／又は光映像性材料層１１２の内部の開口１１４内に配置された余分の導電性材料は、硬化プロセスの後、その余分量を機械的に拭き取ることによって除去される。そのような方法によってやはり、導電性材料が光映像性材料層１１２内の開口１１４内部で所望の深さに堆積することが保証される。
【００１９】
ここで図１Ｇを参照すると、導電性材料１１６が硬化した後、本発明では、光映像性材料層１１２の残りの部分が除去される。本実施形態では、専門的等級のアセトンを光映像性材料層１１２に付着させて、その除去プロセスを容易にする。本発明は、ニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社製の４００Ｔフォトレジストストリッパ、ＮＭＰストリッパ等の他の多くの溶剤を用いて光映像性材料を除去するのに適している。光映像性材料層１１２の残りの部分を除去した後に、導電性の行及び列１１６が絶縁性材料層１１０の上に配列した状態で残る。
【００２０】
図１Ｈに示されるように、光映像性材料層１１２の残余部分の除去後、本実施形態では、絶縁性材料層１１０が導電性の行及び列１１６の直接下にある部分を除いて除去される。その結果、本発明は、絶縁性材料層１１０の部分によって導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁された完全な導電性フォーカスワッフル構造体を提供する。さらに導電性フォーカスワッフル構造体は、（絶縁性材料層１１０から成る）誘電性の下方部分と（図１Ｃ〜１Ｆの光映像性層１１２の開口１１４内に配置された導電性材料から成る）導電性の上方部分とを含む。本実施形態では、導電性フォーカスワッフル構造体の実質的に直交する行及び列は、約４０〜１００ミクロンの高さに形成される。また実質的に直交する行及び列はそれらの間の開口を画定し、その開口は電界エミッタ１０６から放出された電子の通過を可能にするのに十分な大きさを有する。その導電性フォーカスワッフル構造体に電位を印加することによって、電界エミッタ１０６から放出された電子はそれぞれのサブピクセル領域へ方向付けられることが理解されよう。
【００２１】
本実施形態は、それに結びついたいくつかの重要な長所を有する。例えば、前記のグラファイトベースの導電性材料を用いて導電性フォーカスワッフル構造体を形成することによって、本発明は従来技術のポリイミドベースのワッフル構造体につきものの有害な褐色化及びガス抜きを解消する。さらに本発明で用いられる導電性材料は、ワッフル構造体がポリイミドから形成される時に用いられるよりも高い処理温度に曝すことができしかも損傷を受けない。さらに本実施形態の導電性フォーカスワッフル構造体には高価なポリイミド材料を用いる必要が無くなり、また複雑で困難な角度付き蒸着プロセスの必要も無くなる。
【００２２】
ここで図３Ａを参照するとそこには、請求の範囲に記載されている発明の１つの実施形態の導電性フォーカスワッフルの形成方法の開始点を表す側部断面図が示されている。図３Ａの構造体は、図１Ａの構造体と類似しているか又は同じである。さらに、分かりやすいように当該技術で周知のいくつかの特徴は以下の図には示されていない又は以下の説明の中に詳述されていないことを理解されたい。図３Ａの実施形態では電界放出ディスプレイのカソード部分の１部が示されている。具体的には図３Ａでは、基板１００はその上に配置された行電極（図示せず）を有する。本発明はまた、例えば行電極がその上に配置された抵抗性層（図示せず）を有するような他の様々な構成にも適している。例えば二酸化シリコンから成る金属間誘電層１０２が行電極の上に配置される。導電性ゲート電極層１０４が金属間誘電層１０２の上に置かれる。一般に１０６で示される電界エミッタが金属間誘電層１０２内のそれぞれの空洞の内部に形成される。さらに密閉層１０８が金属間誘電層１０２内の空洞を覆って、それに続く処理ステップの間、電界エミッタ１０６を保護する。
【００２３】
ここで図３Ｂを参照すると本発明の本実施形態では、光映像性材料の層３００が図３Ａのカソード部分の上に直接付着される。すなわち、本実施形態においては、絶縁性材料層を図３Ａのカソード構造体の上部表面全体の上に最初に堆積させる必要は無い。本実施形態では、光映像性材料層３００は、例えばニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社製のＡＺ４６２０フォトレジスト等のフォトレジストから成る。しかしながら、本発明は他の様々なタイプ及び供給者の光映像性材料の使用に適していることが理解されよう。本発明では、フォトレジスト層３００は約４０〜１００ミクロンの深さまで堆積する。
【００２４】
次に図３Ｃを参照すると、光映像性材料の層３００を堆積させた後に、光映像性材料の層３００は露光処理される。露光処理の後、本実施形態では光映像性材料層３００の部分が除去されて、一般に図３Ｃの側部断面図に３０２で示される開口が光映像性材料層３００内に形成される。本実施形態では、開口３０２は導電性フォーカスワッフル構造体形成用のテンプレートを形成する。すなわち、開口３０２は実質的に直交する行及び列から成るグリッドパターンに配置される。また明確化するために、図３Ｃには２つの開口３０２だけが示されているが、開口の多数の行及び列が光映像性材料層３００内に形成されていることが理解されよう。
【００２５】
再び図２を参照すると、図１Ｄの実施形態の平面図が示されており、そこでは開口１１４が光映像性材料１１２の中に形成されている。本発明は、類似の開口を光映像性材料層３００内に形成する。しかしながら、本実施形態では、開口３０２は導電性ゲート電極層１０４まで延びている。図１Ａ〜１Ｈの実施形態では、開口１１４は絶縁性材料層１１０まで延びている。図３Ａ〜３Ｇの実施形態では、開口３０２は、導電性フォーカスワッフル構造体が本発明に従って形成される位置に配置される。
【００２６】
ここで図３Ｄを参照すると、本発明の１つの実施形態では、絶縁性材料３０４の層（例えば誘電性材料層）が光映像性材料３００内の開口３０２の中に充填される。本実施形態では、絶縁性材料層３０４は、例えばスピンオンガラス（ＳＯＧ）である。しかしながら、本発明は他の様々なタイプの絶縁性材料を光映像性材料３００内の開口３０２に付着するのに適している。この実施形態では、絶縁性材料層３０４は約５〜５０ミクロンの深さに堆積する。本発明は、絶縁性材料を光映像性材料の全表面上に付着させることによって、いくつかの絶縁性材料を開口３０２内に堆積させるのに適している。それから余分な絶縁性材料は（例えばスクィージする又は機械的に磨くことによって）除去することができる、又は光映像性材料層３００の上部の所定位置に残しておくことができる。
【００２７】
ここで図３Ｅを参照すると、開口３０２の形成及び絶縁性材料３０４の堆積の後、本実施形態では導電性材料３０６が光映像性材料層３００の上に付着され、またその中に形成された開口３０２の内部に充填される。図３Ｅに示すように、導電性材料層３０２は、光映像性材料層３００内の開口３０２の中に予め堆積した絶縁性材料層３０４によってゲート電極層１０４から電気的に絶縁される。本実施形態では、導電性材料層３０６は、例えばミシガン州ポートヒューロンのアチソン・コロイド社製のＣＢ８００ＡＤＡＧから成る。別の実施形態では、導電性材料層３０６は異なったグラファイトベースの導電性材料から成る。さらに別の実施形態では、グラファイトベースの導電性材料が、半乾燥スプレイとして付着されて導電性材料層３０６の収縮を低減する。そのような実施形態では、本発明によって導電性材料層３０６の最終的な厚さを効果的に制御することが可能になる。そのような堆積方法が上に挙げられているが、本発明はまた他の様々な堆積方法を用いて他の様々な導電性材料を光映像性材料層３００の上及び光映像性材料層３００の中に形成された開口３０２内に堆積させるのにも適していることが理解されよう。
【００２８】
次に図３Ｆを参照すると本発明の１つの実施形態では、光映像性材料層３００の上及び／又は光映像性材料層３００の中の開口３０２内に配置された余分の導電性材料を、光映像性材料層３００の上部表面から拭き取る（例えば「スクィージする」等）ことによって除去する。その際に本実施形態は、導電性材料層３０６が光映像性材料層３００内の開口３０２の内部で所望の深さになることを保証する。余分な導電性材料が除去された後、導電性材料層３０６は硬化する。本実施形態では、導電性材料層３０６は、摂氏約８０〜９０度で約４〜５分間ベークされる。別の実施形態では、光映像性材料層３００の上及び／又は光映像性材料層３００の中の開口３０２の内部に配置された余分の導電性材料は、硬化処理の後にその余分量を機械的に拭き取ることによって除去される。再びそのような方法によって、導電性材料が光映像性材料層３００内の開口３０２の中で所望の深さに堆積することが保証される。
【００２９】
ここで図３Ｇを参照すると、導電性材料層３０６が硬化した後、本発明では光映像性材料層３００の残余の部分が除去される。本実施形態では、専門的等級のアセトンが光映像性材料層３００に付着されて除去処理を容易にする。本発明は、ニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社製の４００Ｔフォトレジストストリッパ、ＮＭＰストリッパ等の他の多くの溶剤を用いて光映像性材料を除去するのに適している。光映像性材料層３００の残りの部分を除去した後に、行及び列がカソード構造体の上に配列した状態で残る。その結果本実施形態は、絶縁性材料層３０４の部分によってゲート層１０４から電気的に絶縁された完全な導電性フォーカスワッフル構造体を提供する。さらに本実施形態の導電性フォーカスワッフル構造体は、（絶縁性材料層３０４の部分から成る）誘電性の下方部分及び（図３Ｂ〜３Ｆの光映像性材料層３００の開口３０２内に配置された導電性材料から成る）導電性の上方部分とを含む。従って本実施形態は、下にある導電性ゲート電極層から電気的に絶縁され；高価で好ましくないポリイミドから形成されていない；かつ困難で複雑な角度付き蒸着プロセスのステップを必要としない、導電性フォーカスワッフル構造体を形成する。
【００３０】
この実施形態では、導電性フォーカスワッフル構造体の実質的に直交する行及び列は、約４０〜１００ミクロンの高さに形成される。また実質的に直交する行及び列はそれらの間の開口を画定し、その開口は電界エミッタ１０６から放出された電子の通過を可能にするのに十分な大きさを有する。本導電性フォーカスワッフル構造体に電位を印加することによって、電界エミッタ１０６から放出された電子がそれぞれのサブピクセル領域に方向付けられることが理解されよう。
【００３１】
ここで図４Ａを参照すると、請求の範囲に記載される発明の１つの実施形態の導電性フォーカスワッフルの形成方法の開始点を表す側部断面図が示されている。図４Ａの構造体は、図１Ａの構造体と類似しているか又は同じである。さらに明確化するために、当該技術で周知であるいくつかの特徴が、以下の図に示されていないか又は以下の説明の中で詳述されないことを理解されたい。図４Ａの実施形態では、電界放出ディスプレイのカソード部分の１部が示されている。具体的には図４Ａでは、基板１００はその上に配置された行電極（図示せず）を有する。本発明はまた、例えば行電極がその上に配置された抵抗性層（図示せず）を有する他の様々な構成にも適している。例えば二酸化シリコンから成る金属間誘電層１０２が行電極の上に配置される。導電性ゲート電極層１０４が金属間誘電層１０２の上に置かれる。一般に１０６で示される電界エミッタ構造体が金属間誘電層１０２内のそれぞれの空洞の内部に形成される。さらに密閉層１０８が金属間誘電層１０２内の空洞を覆って、次の処理ステップの間、電界エミッタ１０６を保護する。
【００３２】
ここで図４Ｂを参照すると、本実施形態は絶縁性材料の層４００をカソード構造体の上に堆積する。図４Ｂの実施形態では、絶縁性材料の層４００をスクリーン印刷タイプの堆積処理を用いて堆積させる。すなわち、絶縁性材料層４００が所望の深さになるまで、絶縁性材料がカソード構造体上の所望の位置に繰り返し付着される。本実施形態では、絶縁性材料層は例えば二酸化シリコン、ＳＯＧ等から成る。
【００３３】
次に図４Ｃを参照すると、本実施形態はそれから導電性材料層４０２を絶縁性材料層４００の上に付着させる。この実施形態では導電性材料層４０２をスクリーン印刷タイプの処理を用いて付着させる。その際に本発明は、誘電性材料の底部と導電体の上部を有する導電性フォーカスワッフル構造体の直交する行と列をインクレメンタルに形成する。本実施形態の導電層４０２は、例えばミシガン州ポートヒューロンのアチソン・コロイド社製のＣＢ８００ＡＤＡＧ又は別のグラファイトベースの導電性材料等の導電性材料から成る。
【００３４】
ここで図４Ｄを参照すると、本発明は導電性フォーカスワッフル構造体が完全に形成されるまで、導電材料層をカソード構造体表面の上に繰り返し付着させる。本実施形態では、導電性フォーカスワッフル構造体が約４０〜１００ミクロンの高さになるまで、繰り返し導電性材料が付着される。このようにして本発明は、光映像性材料層の堆積及びパターン化を必要としない導電性フォーカスワッフル構造体の形成方法を提供する。本実施形態では実質的に直交する行及び列はそれらの間の開口を画定し、その開口は電界エミッタ１０６から放出された電子の通過を可能にするのに十分な大きさを有する。本導電性フォーカスワッフル構造体に電位を印加することにより、電界エミッタ１０６から放出電子がそれぞれのサブピクセル領域へ方向付けられることが理解されよう。
【００３５】
ここで図５Ａを参照すると、本発明の別の実施形態に従って形成された構造体の平面図が示されている。図５Ａの実施形態では、２段階の方法を用いて導電性フォーカスワッフル構造体を形成する。より具体的には、図１Ａ〜１Ｈ及び３Ａ〜３Ｇの実施形態のような実施形態では、図５Ａの５０２で示される開口は、図１Ｂ及び１Ｃに関連して述べられた処理ステップを用いて光映像性材料層５００内に形成される。すなわち、開口５０２は光映像性材料層５００を通ってその下にある絶縁性材料層に延びる。図３Ａ〜３Ｇの実施形態に関連して、開口５０２が光映像性材料層５００内に形成された後、絶縁性材料が開口５０２内に堆積される。
【００３６】
さらに図５Ａの実施形態を参照すると、導電性フォーカスワッフル構造体の行と列の両パターンを構成する図２の開口１１４とは異なって、図５Ａの開口５０２は導電性フォーカスワッフル構造体の行編成のパターンだけを構成する。こうして図１Ｅ〜１Ｈ又は代りに図３Ｅ〜３Ｇに関連して述べられた処理ステップの終了後に、導電性フォーカスワッフル構造体の導電性の行部分が形成される。従って、導電性フォーカスワッフル構造体の行と列部分が同時に形成される前記の実施形態とは異なって、図５Ａ〜５Ｄに示される実施形態は導電性フォーカスワッフル構造体の行と列部分を順次的に形成する。
【００３７】
ここで図５Ｂを参照すると、導電性フォーカスワッフル構造体の行部分が形成された後に、本発明は第２の光映像性材料層５０３をカソード部分の上方に及び先に形成された導電性フォーカスワッフル構造体の行部分の上に付着させる。図１Ａ〜１Ｈ及び３Ａ〜３Ｇの実施形態のような実施形態では、図１Ｂ及び１Ｃに関連して述べられた処理ステップを用いて、図５Ｃに５０４で示される開口が光映像性材料層５００内に形成される。すなわち、開口５０４は光映像性材料層５０３を通ってその下にある絶縁性材料層に延びる。図３Ａ〜３Ｇの実施形態に関連して、光映像性材料層５０３内に開口５０４が形成された後、絶縁性材料が開口５０３内に堆積される。
【００３８】
さらに図５Ｃの実施形態を参照すると、図５Ａの開口５０２と同様に、図５Ｃの開口５０４は導電性フォーカスワッフル構造体の列編成のパターンだけを構成する。従って、このような実施形態では、図１Ｅ〜１Ｈに関連して又は代りにステップ３Ｅ〜３Ｇに関連して述べられた処理ステップが終了した後に、導電性フォーカスワッフル構造体の導電性の列部分が形成される。
【００３９】
図５Ｄには、導電性の行部分５０６と導電性の列部分５０８を含む本発明の導電性フォーカスワッフル構造体の平面図が示されている。この実施形態では、導電性行部分５０６及び導電性列部分５０８は、見えない絶縁性材料層によって下にある導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁されている。従って、図５Ａ〜５Ｄに示される実施形態は、導電性フォーカスワッフル構造体の行部分５０６と列部分５０８とを順次的に形成する。
【００４０】
さらに図５Ｂに示す本実施形態では、光映像性材料層５０３は導電性行部分５０６の高さよりも厚く堆積される。従って本実施形態では、導電性フォーカスワッフル構造体の列部分５０８の高さは導電性フォーカスワッフル構造体の行部分５０６の高さとは異なって形成される。より具体的には、１つの実施形態では、列部分５０８は本導電性フォーカスワッフル構造体の行部分５０６の高さより高く形成される。その結果、本発明は、行部分５０６に沿って配置された支持構造体を強化する列部分５０８を有するのに適している。従って、行部分５０６との交差点近傍の列部分５０８がより高くなっていることによって、行部分５０６に沿って配置された支持構造体が強化される。すなわち、行部分５０６に沿って通常配置された壁、リブ又は別の支持構造体は、近傍に位置するより高い列部分５０８によって安定化し強化される。
【００４１】
前記の実施形態は、導電性フォーカスワッフル構造体の行部分５０６の形成及び導電性フォーカスワッフル構造体の列部分５０８の形成について提示しているが、本発明はまた導電性フォーカスワッフル構造体の行部分５０６の形成に先行する導電性フォーカスワッフル構造体の列部分５０８の形成にも適している。同様に本発明はまた、行部分５０６が列部分５０８よりも高くなるように導電性フォーカスワッフル構造体を形成するのにも適している。
【００４２】
図５Ａ〜５Ｄの実施形態は、図１Ａ〜１Ｈ及び図３Ａ〜３Ｇに示される処理ステップに関連して述べられているが、図５Ａ〜５Ｄの実施形態はまた、図４Ａ〜４Ｄに示されるステップに関連して用いられるのにも適している。すなわち、本発明はまた、図４Ａ〜４Ｄの処理ステップを用いて導電性フォーカスワッフル構造体の行部分と列部分とを順次形成する実施形態をも含む。
【００４３】
ここで図６Ａを参照すると、本クレームに記載された発明の１つの実施形態の導電性フォーカスワッフル形成における開始点を表す側部断面図が示されている。明確化するために、当該技術で周知のいくつかの特徴が以下の図に示されない、又は以下の説明に詳述されないことを理解されたい。本実施形態では電界放出ディスプレイのカソード部分の１部が示されている。具体的には、図６Ａでは、基板１００はその上に配置された行電極（図示せず）を有する。本発明はまた、例えば行電極がその上に配置された抵抗性層（図示せず）を有するような他の様々な構成にも適している。例えば二酸化シリコンから成る金属間誘電層１０２が行電極の上に配置される。導電性ゲート電極層１０４が金属間誘電層１０２の上に置かれる。一般に１０６で示される電界エミッタ構造体が、金属間誘電層１０２内のそれぞれの空洞の内部に形成される。さらに密閉層１０８が金属間誘電層１０２内の空洞を覆って、次の処理ステップの間、電界エミッタ１０６を保護する。
【００４４】
ここで図６Ｂを参照すると、本発明の１つの実施形態では絶縁性材料層１１０（例えば誘電性材料層）がそのカソード部分の上に付着される。本実施形態では絶縁性材料層１１０は例えばスピンオンガラス（ＳＯＧ）である。しかしながら本発明は、他の様々なタイプの絶縁性材料を図６Ａのカソード部分の上に付着させるのにも適している。この実施形態では、絶縁性材料層１１０は約５〜５０ミクロンの深さまで堆積される。
【００４５】
ここで図６Ｃを参照すると、本発明の本実施形態では光映像性材料の層６００が図６Ｂのカソード部分の誘電層１１０の上に付着される。本実施形態では、光映像性材料層６００は、例えばニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社製のＡＺ４６２０フォトレジスト等のフォトレジストから成る。しかしながら、本発明は他の様々なタイプ及び供給者の光映像性材料を用いるのにも適している。本実施形態では、フォトレジストの層６００は約２０〜５０ミクロンの深さまで堆積される。
【００４６】
ここで図６Ｄを参照すると、光映像性材料層６００が堆積した後、光映像性材料層６００は最初に露光処理を受ける。露光処理の後に、本実施形態は光映像性材料層６００の部分を除去して、一般に図６Ｄの側部断面図に６０２で示される開口を光映像性材料層６００の内部に形成する。本実施形態では、開口６０２が導電性フォーカスワッフル構造体形成用テンプレートの第１の部分を形成する。すなわち、開口６０２は、実質的に直交する行と列から成るグリッドパターンに配置される。また明確化するために、図６Ｄには２つの開口６０２だけが示されているが、開口の多数の行及び列が光映像性材料層６００内に形成されるものと理解されたい。
【００４７】
ここで図６Ｅを参照すると、図６Ｃの開口６０２が形成された後、本発明は、第１の導電性材料の層６０４を光映像性材料層６００の上に及びその中に形成された開口６０２の内部に付着させる。図６Ｅに示されるように、第１の導電性材料層６０４は絶縁性材料層１１０によって導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁されている。本実施形態では、第１の導電性材料層６０４は、例えばミシガン州ポートヒューロンのアチソン・セラニーズ社製のＣＢ８００ＡＤＡＧから成る。別の実施形態では、第１の導電性材料層６０４は異なるグラファイトベースの導電性材料から成る。さらに別の実施形態では、グラファイトベースの導電性材料を半乾燥スプレイとして付着させて、第１の導電性材料層６０４の収縮を低減する。そのような実施形態では、本発明によって第１の導電性材料層６０４の最終的な深さを効果的に制御することが可能になる。そのような堆積方法が上に提示されているが、本発明はまた、他の様々な導電性材料層を光映像性材料層６００の上に及びその中に形成された開口６０２の内部に堆積するための他の様々な堆積方法を用いるのにも適している。
【００４８】
次に図６Ｆを参照すると、本発明の１つの実施形態では、光映像性材料層６００の上に及び／又は光映像性材料層６００の中の開口６０２の内部に配置された余分の導電性材料を、光映像性材料層６００の上部表面から拭き取る（例えば「スクィージする」等）ことによって除去される。その際に本発明は、第１の導電性材料層６０４が光映像性材料層６００内の開口６０２の内部で所望の深さになることを保証する。余分な導電性材料が取除かれた後、第１の導電性材料層６０４は硬化する。本実施形態では、第１の導電性材料層６０４は摂氏約８０〜９０度で約４〜５分間ベークされる。別の実施形態では、光映像性材料層６００の上に及び／又は光映像性材料層６００の中の開口６０２の内部に配置された余分の導電性材料は、硬化プロセスの後に余分量の導電性材料を機械的に拭き取ることによって除去される。やはりそのような方法によって、導電性材料が光映像性材料層６００内の開口６０２の内部で所望の深さになることが保証される。
【００４９】
ここで図６Ｇを参照すると、本発明は第１の導電性材料層６０４の硬化後に、光映像性材料層６００の残余の部分を除去する。本発明では、専門的等級のアセトンを光映像性材料層６００に付着させて、除去プロセスを促進する。本発明は、ニュージャージー州サマービルのヘキスト・セラニーズ社製の４００Ｔフォトレジストストリッパ、ＮＭＰストリッパ等の他の多くの溶剤を用いて光映像性材料を除去するのに適している。光映像性材料層６００の残りの部分を除去した後に、導電性の行及び列６０４の第１の部分が絶縁性材料層１１０の上に配列した状態で残る。
【００５０】
次に図６Ｈを参照すると、本発明の本実施形態では第２の光映像性材料層６０６がカソード部分の誘電層１１０の上に、及び図６Ｇの導電性構造体６０４の上に付着される。
【００５１】
次に図６Ｉを参照すると、光映像性材料層６０６が堆積された後、光映像性材料層６０６は第２の露光処理を施される。第２の露光処理後、本実施形態は光映像性材料層６０６の部分を除去して、一般に図６Ｉの側部断面図に６０８で示される開口を光映像性材料層６０６内に形成する。本実施形態では、開口６０８は、導電性フォーカスワッフル構造体形成用テンプレートの第２の部分を形成する。すなわち、開口６０８は実質的に直交する行及び列から成るグリッドパターンに配置される。また明確化するために、図６Ｉには開口６０８の２つのセットだけが示されているが、開口の多数の行及び列が光映像性材料層６０６の中に形成されることを理解されたい。
【００５２】
ここで図６Ｊを参照すると、図６Ｉの開口６０８が形成された後、本実施形態は、第２の導電性材料層６１０を光映像性材料層６０６の上に及びその中に形成された開口６０８の内部に付着させる。図６Ｈに示されるように、第２導電性材料層６１０は、絶縁性材料層１１０によって導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁される。
【００５３】
次に図６Ｋを参照すると、本発明の１つの実施形態では、光映像性材料層６０６の上部及び／又は光映像性材料層６０６の内部の開口６０８内に配置された余分な導電性材料を、光映像性材料層６０６の上部表面から拭き取る（例えば「スクィージする」等）ことによって除去する。その際に本発明によって、第２導電性材料層６１０が光映像性材料層６０６内の開口６０８の内部で所望の深さになることが保証される。余分な導電性材料が除去された後、第２導電性材料層６１０は硬化する。別の実施形態では、光映像性材料層６０６の上及び／又は光映像性材料層６０６の中の開口６０８の内部に配置された余分の導電性材料は、硬化処理の後にその余分量を機械的に拭き取ることによって除去される。やはりそのような方法によって、導電性材料が光映像性材料層６０６内の開口６０８の内部で所望の深さに堆積することが保証される。
【００５４】
ここで図６Ｌを参照すると、第２導電性材料層６１０が硬化した後、本発明は光映像性材料層６０６の残余の部分を除去する。光映像性材料層６０６の残余の部分が除去された後、導電性の行及び列の第１及び第２の部分（すなわち６０４及び６１０）が絶縁性材料層１１０の上に配列した状態で残る。
【００５５】
図６Ｍに見られるように、光映像性材料層６０６の残余の部分が除去された後、本実施形態は導電性の行及び列６０４及び６１０の直接下にある部分を除いて絶縁性材料層１１０を除去する。その結果、本実施形態は、絶縁性材料層１１０の部分によって導電性ゲート電極層１０４から電気的に絶縁された完全な導電性フォーカスワッフル構造体を提供する。さらに本実施形態の導電性フォーカスワッフル構造体は、（絶縁性材料層１１０から成る）誘電性の下方部分と導電性の上方部分（６０４及び６１０）とを含む。
【００５６】
本実施形態のマルチレベル形状の結果として、図６Ｍの導電性フォーカスワッフル構造体はより短い部分６０４に沿って配置された支持構造体を強化するより高い部分６１０を有するのに適している。すなわち、より短い部分６０４上に通常位置する壁、リブ又は別の支持構造体が、近傍に位置するより高い部分６１０によって安定化又は強化される。
【００５７】
さらに、図６Ａ〜６Ｍの実施形態は第１又は第２の光映像性材料層の堆積に先行して絶縁性材料層１１０をカソード構造体上に配置することが提示されているが、本実施形態はまた、第１及び／又は第２の導電性材料層の堆積に先行して第１及び／又は第２の光映像性材料層内に形成された開口の内部に誘電性又は絶縁性の材料が堆積するような実施形態にも適している。さらに本発明はまた、導電性フォーカスワッフル構造体の行部分だけが又は列部分だけがマルチレベルであるような実施形態にも適している。
【００５８】
こうして本発明は、重大な汚染物放出やガス抜きに悩むことのないフォーカスワッフル構造体を提供する。本発明はさらに、複雑で困難な角度付き蒸着処理ステップの必要性の無いフォーカスワッフル構造体を提供する。加えて本発明はまた、フォーカスワッフルの製造スループット及び歩留まりを改善するフォーカスワッフル構造体を提供する。
【００５９】
本発明の特定の実施形態についての上の説明は、図示及び説明の目的でなされたものである。それらは尽くされたものではなく、又は本発明を開示されたまさにその形態に限定することを意図したものでもなくて、明らかに上述の教授内容の観点から多くの修正例及び変形例が可能である。それらの実施形態は、本発明の諸原理とその実際的な応用を最も良く説明するために、従って他の当業者が本発明と、熟考された特定の使用法に適した様々な変更例を伴う様々な実施形態とを最も良く利用することを可能とするために、選択され説明されたものである。本発明の範囲はここに添付されたクレームとそれらの等価物によって定められるものとする。
【図面の簡単な説明】
本明細書に組み込まれその１部を成す添付図面は本発明の実施形態を図示し、説明と一緒に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図１Ａ】本発明の１実施形態による導電性フォーカスワッフル形成方法における１つの開始点を示す側部断面図である。
【図１Ｂ】本発明の１実施形態による誘電性材料層を上に配置した図１Ａの構造体の側部断面図である。
【図１Ｃ】本発明の１実施形態による光映像性材料層を上に配置した図１Ｂの構造体の側部断面図である。
【図１Ｄ】本発明の１実施形態による光映像性材料層に形成された開口を有する図１Ｃの構造体の側部断面図である。
【図１Ｅ】本発明の１実施形態による光映像性材料層の上、そして自身開口中に配置された導電性層を有する図１Ｄの構造体の側部断面図である。
【図１Ｆ】本発明の１実施形態による導電性層の余分の部分を自身から除去した図１Ｅの構造体の側部断面図である。
【図１Ｇ】本発明の１実施形態による光映像性材料層の残余の部分を自身から除去した図１Ｆの構造体の側部断面図である。
【図１Ｈ】本発明の１実施形態による絶縁性材料層の様々な部分を自身から除去した図１Ｇの構造体の側部断面図である。
【図２】本発明の１実施形態による光映像性材料層に形成された開口の上面図である。
【図３Ａ】本発明の１実施形態による導電性層フォーカスワッフル形成方法における１つの開始点を示す側部断面図である。
【図３Ｂ】本発明の１実施形態による光映像性材料層を自身の上に配置した図３Ａの構造体の側部断面図である。
【図３Ｃ】本発明の１実施形態による光映像性材料層に開口を形成した図３Ｂの構造体の側部断面図である。
【図３Ｄ】本発明の１実施形態による誘電性材料を開口に配置した図３Ｃの構造体の側部断面図である。
【図３Ｅ】本発明の１実施形態による光映像性材料層の上、そして自身の開口中に配置された導電性層を有する図３Ｄの構造体の側部断面図である。
【図３Ｆ】本発明の１実施形態による導電性層の余分の部分を自身から除去した図３Ｅの構造体の側部断面図である。
【図３Ｇ】本発明の１実施形態による光映像性材料層の残余の部分を自身から除去した図３Ｆの構造体の側部断面図である。
【図４Ａ】本発明の１実施形態による導電性フォーカスワッフル形成方法における１つの開始点を示す側部断面図である。
【図４Ｂ】本発明の１実施形態による絶縁性材料層を上に配置した図４Ａの構造体の側部断面図である。
【図４Ｃ】本発明の１実施形態による絶縁性材料層の上に導電性層を配置した図４Ｂの構造体の側部断面図である。
【図４Ｄ】本発明の１実施形態による絶縁性材料層の上により厚い導電性層を配置した図４Ｃの構造体の側部断面図である。
【図５Ａ】本発明の１実施形態に従って形成された構造体の上部平面図である。
【図５Ｂ】本発明の１実施形態による第２の光映像性材料層を内部に配置した図５Ａの構造体の側部断面図である。
【図５Ｃ】本発明の１実施形態による追加の開口を形成した図５Ｂの構造体の上部平面図である。
【図５Ｄ】本発明の１実施形態に従って形成された導電性フォーカスワッフル構造体の上部平面図である。
【図６Ａ】本発明の１実施形態による導電性フォーカスワッフル形成方法における１つの開始点を示す側部断面図である。
【図６Ｂ】本発明の１実施形態による誘電性材料層を上に配置した図６Ａの構造体の側部断面図である。
【図６Ｃ】本発明の１実施形態による第１の光映像性材料層を上に配置した図６Ｂの構造体の側部断面図である。
【図６Ｄ】本発明の１実施形態による第１の光映像性材料層に開口を形成した図６Ｃの構造体の側部断面図である。
【図６Ｅ】本発明の１実施形態による第１の光映像性材料層の上、そして自身に形成された第１の開口中に第１の導電性層を配置した図６Ｄの構造体の側部断面図である。
【図６Ｆ】本発明の１実施形態による第１の導電性層の余分の部分を自身から除去した図６Ｅの構造体の側部断面図である。
【図６Ｇ】本発明の１実施形態による第１の光映像性材料層の残余の部分を自身から除去した図６Ｆの構造体の側部断面図である。
【図６Ｈ】本発明の１実施形態による第２の光映像性材料層を上に配置した図６Ｇの構造体の側部断面図である。
【図６Ｉ】本発明の１実施形態による第２の光映像性材料層に開口を形成した図６Ｈの構造体の側部断面図である。
【図６Ｊ】本発明の１実施形態による第２の光映像性材料層の上、そして自身に形成された開口中に第２の導電性層を配置した図６Ｉの構造体の側部断面図である。
【図６Ｋ】本発明の１実施形態による第２の導電性層の余分な部分を自身から除去した図６Ｊの構造体の側部断面図である。
【図６Ｌ】本発明の１実施形態による第２の光映像性材料層の残余の部分を自身から除去した図６Ｋの構造体の側部断面図である。
【図６Ｍ】本発明の１実施形態による絶縁性材料層の様々な部分を自身から除去した図６Ｌの構造体の側部断面図である。
本明細書に引用される図面は、特に記載のない限り、一定の比に拡大縮小して描かれたものではないものと理解すべきである。[0001]
(Technical field)
The present invention relates to the field of flat panel displays. More specifically, the present invention relates to a “focus waffle” of a flat panel display screen structure.
[0002]
(Background technology)
Flat panel display devices often operate using electron emission structures such as, for example, a spind type field emitter. These types of flat panel displays often use polyimide structures to focus or define the path of electrons emitted from the electron emitting structures. In one prior art system, this polyimide structure is called "focus waffle". The structure includes a plurality of rows parallel to each other and a plurality of columns that are parallel to each other but are substantially orthogonal to the plurality of rows. The plurality of rows and columns of polyimide material define openings between themselves. The focus waffle is disposed between the electron emission structure and the faceplate so that the emitted electrons pass through the opening of the focus waffle structure and are directed toward the corresponding subpixel region. .
[0003]
Unfortunately, such prior art polyimide focus waffle structures are extremely expensive and therefore require additional costs for the production of flat panel displays. As a further disadvantage, such prior art polyimide focus waffle structures are a major source of contamination in flat panel display devices. That is, such a “dirty” polyimide focus waffle structure introduces contaminant particles into the evacuated environment of the flat panel display device. Such contaminant particles can degrade the performance of the flat panel display device, can cause discoloration, and further reduce the useful life of the flat panel display device. In addition to releasing contaminating particles, such prior art focus waffle structures also gasses materials (eg organics) due to electron detachment and thermal stress caused during the flat panel display production step. I will pull it out.
[0004]
As yet another disadvantage, the use of a conductive coating (eg, aluminum) attached to a polyimide focus waffle structure introduces considerable difficulty and complexity during the production of conventional flat panel display devices. More specifically, in the production of conventional flat panel displays, the conductive coating is deposited using an angled deposition process. This angled deposition process is difficult, time consuming and expensive. In addition to being difficult to implement, the time-consuming nature of this angled deposition process reduces throughput and yield in the production of flat panel display devices.
[0005]
Accordingly, there is a need for a focus waffle structure that does not have the disadvantages of high cost, contaminant release and venting. Furthermore, there is a need for a focus waffle structure that satisfies the above needs and does not require complex and difficult angled deposition steps. Furthermore, there is a need for a focus waffle structure that satisfies the above needs and further improves the production throughput and yield of the focus waffle.
[0006]
(Disclosure of the Invention)
The present invention provides a focus waffle structure that is less contaminated and degassed. The present invention also provides a focus waffle structure that eliminates the need for complex and difficult angled deposition processing steps. In addition, the present invention also provides a focus waffle structure that improves the production throughput and yield of the focus waffle. The present invention described herein provides a conductive focus waffle structure for converging electrons emitted from the cathode portion of a flat panel display device and a method of forming the conductive focus waffle structure. It will also be appreciated that the focus waffle structure according to the present invention is applicable to many types of flat panel displays.
[0007]
Specifically, in one embodiment, the present invention deposits a first layer of photoimageable material on the cathode portion of a flat panel display device. This embodiment then removes certain portions of the layer of optical imaging material so that openings are formed. Next, a layer of conductive material is deposited over the cathode such that the conductive material layer is disposed within the opening of the photoimageable material. A dielectric layer made of a material is also disposed between the cathode and the bottom surface of the conductive material. Next, in this embodiment of the invention, the photoimageable layer is removed so that at least a portion of the conductive focus waffle structure is formed on the cathode. During this removal, at least a first portion of the conductive focus waffle structure is formed.
[0008]
In one embodiment, the present invention includes the steps of the above embodiments, and further includes depositing a dielectric material on the cathode portion prior to depositing the photoimageable material. During this deposition, the photoimageable material layer is separated from the cathode portion of the flat panel display device by the dielectric material layer. Accordingly, the conductive material disposed in the opening of the optical imaging material layer is not in direct electrical contact with the cathode portion of the flat panel display device.
[0009]
In yet another embodiment, the present invention includes the steps of the first embodiment described above, and further includes dielectric in an opening formed in the optical imaging material before depositing the conductive material on the optical imaging material. Depositing a conductive material. During this operation, the conductive material disposed in the opening of the photoimageable material layer is not in direct electrical contact with the cathode portion of the flat panel display device.
[0010]
These and other benefits and advantages of the present invention will no doubt become apparent to those of ordinary skill in the art upon reading the following detailed description of the preferred embodiment illustrated in the various drawings.
[0011]
(Description of Preferred Embodiment)
Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. While the invention will be described in conjunction with these preferred embodiments, it will be understood that they are not intended to be limiting. On the contrary, the invention is intended to cover alternatives, modifications and equivalents included within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Furthermore, in the following detailed description of the present invention, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well known methods, procedures, components, and circuits have not been described in detail as not to unnecessarily obscure the present invention.
[0012]
Referring now to FIG. 1A, a side cross-sectional view is shown that represents a starting point in a method of forming a conductive focus waffle according to one embodiment of the invention described in this claim. For clarity, it should be understood that certain features that are well known in the art are not shown in the following figures or are not detailed in the following description. In this embodiment, the cathode portion of a field emission display is shown. Specifically, in FIG. 1A, the substrate 100 has row electrodes (not shown) disposed thereon. The present invention is also compatible with various other configurations, for example, where the row electrode has a resistive layer (not shown) disposed thereon. An intermetallic dielectric layer 102 made of, for example, silicon dioxide is disposed on the row electrodes. A conductive gate electrode layer 104 is placed over the intermetal dielectric layer 102. A field emitter structure, generally designated 106, is formed in each cavity of the intermetal dielectric layer 102. Further, the sealing layer 108 covers the cavities in the intermetallic dielectric layer 102 to protect the field emitter 106 during the next processing step.
[0013]
Referring now to FIG. 1B, in one embodiment of the present invention, a layer 110 of insulating material (eg, a dielectric material layer) is deposited over the cathode portion. In the present embodiment, the insulating material layer 110 is, for example, spin-on glass (SOG). However, the present invention is suitable for placing various other types of insulating materials on the cathode portion of FIG. 1A. In this embodiment, the insulating material layer 110 is deposited to a depth of about 5-50 microns.
[0014]
Referring now to FIG. 1C, in an embodiment of the present invention, a layer 112 of optical imaging material is deposited over the dielectric layer 110 in the cathode portion of FIG. 1B. In this embodiment, the layer of optical imaging material 112 comprises a photoresist such as AZ4620 photoresist manufactured by Hoechst-Celanese of Somerville, NJ. However, it will be appreciated that the present invention is suitable for use with various other types and suppliers of optical imaging materials. In this embodiment, the photoresist layer 112 is deposited to a depth of about 40-100 microns.
[0015]
Referring now to FIG. 1D, after deposition of the layer 112 of photoimageable material, the photoimageable material layer 112 is subjected to an exposure process. After the exposure process, in this embodiment, the portion of the optical imaging material layer 112 is removed, and an opening generally indicated by 114 in the side sectional view of FIG. 1D is formed in the optical imaging material layer 112. In this embodiment, the opening 114 forms a template for forming a conductive focus waffle structure. That is, the openings 114 are arranged in a grid pattern consisting of substantially orthogonal rows and columns. Also, for clarity, only two openings 114 are shown in FIG. 1D, but it will be understood that many rows and columns of openings are formed in the optical imaging material layer 112.
[0016]
Referring now to FIG. 2, a top view of the embodiment of FIG. 1D is shown in which openings 114 are formed in the optical imaging material layer 112. As shown in FIG. 2, an opening 114 is disposed at a position where a conductive focus waffle structure is formed in accordance with the present invention.
[0017]
Referring now to FIG. 1E, after the opening 114 of FIGS. 1C and 2 is formed, in this embodiment, the layer 116 of conductive material is formed on and in the optical imaging material layer 112. 114. As shown in FIG. 1E, the layer 116 of conductive material is electrically isolated from the conductive gate electrode layer 104 by the insulating material layer 110. In this embodiment, the conductive material layer 116 comprises, for example, CB800A DAG made by Acheson Colloids of Port Huron, Michigan. In another embodiment, the conductive material layer 116 is comprised of another graphite-based conductive material. In yet another embodiment, the graphite-based conductive material layer is deposited as a semi-dry spray to reduce the shrinkage of the conductive material layer 116. Such an embodiment of the present invention allows effective control of the final depth of the conductive material layer 116. Although such a deposition method is listed above, the present invention also provides various other conductive materials for openings 114 formed on and in the photoimageable material layer 112. It will be appreciated that a variety of other deposition methods that deposit within are also suitable.
[0018]
Turning now to FIG. 1F, in one embodiment of the present invention, there is excess conductive material disposed in the openings 114 in the top of the optical imaging material layer 112 and / or in the optical imaging material layer 112. The optical imaging material layer 112 is removed by wiping (eg, “squeezing”) from the upper surface of the optical imaging material layer 112. In so doing, the present invention ensures that the conductive material layer 116 is at the desired depth within the opening 114 in the optical imaging material layer 112. After the excess conductive material is removed, the layer 116 of conductive material is cured. In this embodiment, the conductive material layer 116 is baked at about 80-90 degrees Celsius for about 4-5 minutes. In another embodiment, excess conductive material disposed in the top of the optical imaging material layer 112 and / or in the opening 114 in the interior of the optical imaging material layer 112 may have its excess amount mechanically removed after the curing process. It is removed by wiping off. Such a method again ensures that the conductive material is deposited to a desired depth within the opening 114 in the optical imaging material layer 112.
[0019]
Referring now to FIG. 1G, after the conductive material 116 is cured, the present invention removes the remaining portion of the optical imaging material layer 112. In this embodiment, professional grade acetone is deposited on the photoimageable material layer 112 to facilitate its removal process. The present invention is suitable for removing photoimaging material using many other solvents such as 400T photoresist stripper, NMP stripper from Hoechst Celanese, Somerville, NJ. After removing the remaining portions of the optical imaging material layer 112, the conductive rows and columns 116 remain aligned on the insulating material layer 110.
[0020]
As shown in FIG. 1H, after removal of the remaining portions of the optical imaging material layer 112, in this embodiment, the insulating material layer 110 is removed except for the portions directly below the conductive rows and columns 116. The As a result, the present invention provides a fully conductive focus waffle structure that is electrically isolated from the conductive gate electrode layer 104 by a portion of the insulating material layer 110. In addition, the conductive focus waffle structure includes a conductive lower material (consisting of an insulating material layer 110) and a conductive material (consisting of a conductive material disposed within the opening 114 of the optical imaging layer 112 of FIGS. 1C-1F). And upper part of the sex. In this embodiment, substantially orthogonal rows and columns of the conductive focus waffle structure are formed at a height of about 40-100 microns. The substantially orthogonal rows and columns also define an aperture therebetween, the aperture being large enough to allow passage of electrons emitted from the field emitter 106. It will be appreciated that by applying a potential to the conductive focus waffle structure, electrons emitted from the field emitter 106 are directed to the respective sub-pixel region.
[0021]
This embodiment has several important advantages associated with it. For example, by forming a conductive focus waffle structure using the graphite-based conductive material described above, the present invention eliminates the detrimental browning and degassing associated with prior art polyimide-based waffle structures. Furthermore, the conductive material used in the present invention can be exposed to higher processing temperatures than those used when the waffle structure is formed from polyimide and is not damaged. Furthermore, the conductive focus waffle structure according to the present embodiment does not need to use an expensive polyimide material, and eliminates the need for a complicated and difficult angle deposition process.
[0022]
Referring now to FIG. 3A, there is shown a side cross-sectional view representing the starting point of a method for forming a conductive focus waffle according to one embodiment of the claimed invention. The structure of FIG. 3A is similar or the same as the structure of FIG. 1A. Further, it should be understood that for clarity, some features well known in the art are not shown in the following figures or are not detailed in the following description. In the embodiment of FIG. 3A, a portion of the cathode portion of a field emission display is shown. Specifically, in FIG. 3A, the substrate 100 has row electrodes (not shown) disposed thereon. The present invention is also suitable for a variety of other configurations, for example where the row electrodes have a resistive layer (not shown) disposed thereon. An intermetallic dielectric layer 102 made of, for example, silicon dioxide is disposed on the row electrodes. A conductive gate electrode layer 104 is placed over the intermetal dielectric layer 102. A field emitter, generally designated 106, is formed within each cavity in the intermetal dielectric layer 102. Further, the sealing layer 108 covers the cavities in the intermetallic dielectric layer 102 and protects the field emitter 106 during subsequent processing steps.
[0023]
Referring now to FIG. 3B, in this embodiment of the invention, a layer 300 of optical imaging material is deposited directly over the cathode portion of FIG. 3A. That is, in this embodiment, it is not necessary to first deposit an insulating material layer over the entire upper surface of the cathode structure of FIG. 3A. In this embodiment, the optical imaging material layer 300 is made of a photoresist such as AZ4620 photoresist manufactured by Hoechst Celanese, Somerville, NJ. However, it will be appreciated that the present invention is suitable for use with various other types and suppliers of optical imaging materials. In the present invention, the photoresist layer 300 is deposited to a depth of about 40-100 microns.
[0024]
Referring now to FIG. 3C, after depositing the layer 300 of photoimageable material, the layer 300 of photoimageable material is exposed. After the exposure process, the portion of the optical imaging material layer 300 is removed in this embodiment, and an opening generally indicated by 302 in the side sectional view of FIG. 3C is formed in the optical imaging material layer 300. In this embodiment, the opening 302 forms a template for forming a conductive focus waffle structure. That is, the openings 302 are arranged in a grid pattern consisting of substantially orthogonal rows and columns. Also, for clarity, only two openings 302 are shown in FIG. 3C, but it will be understood that multiple rows and columns of openings are formed in the optical imaging material layer 300.
[0025]
Referring again to FIG. 2, a plan view of the embodiment of FIG. 1D is shown, in which an opening 114 is formed in the optical imaging material 112. The present invention forms a similar opening in the optical imaging material layer 300. However, in this embodiment, the opening 302 extends to the conductive gate electrode layer 104. In the embodiment of FIGS. 1A-1H, the opening 114 extends to the insulating material layer 110. In the embodiment of FIGS. 3A-3G, the opening 302 is located at a location where the conductive focus waffle structure is formed in accordance with the present invention.
[0026]
Referring now to FIG. 3D, in one embodiment of the present invention, a layer of insulating material 304 (eg, a dielectric material layer) is filled into openings 302 in optical imaging material 300. In the present embodiment, the insulating material layer 304 is, for example, spin-on glass (SOG). However, the present invention is suitable for depositing various other types of insulating materials in the openings 302 in the optical imaging material 300. In this embodiment, the insulating material layer 304 is deposited to a depth of about 5-50 microns. The present invention is suitable for depositing several insulating materials in the opening 302 by depositing the insulating material over the entire surface of the optical imaging material. The excess insulating material can then be removed (eg, by squeezing or mechanically polishing) or left in place on top of the optical imaging material layer 300.
[0027]
Referring now to FIG. 3E, after forming the opening 302 and depositing the insulating material 304, in this embodiment, a conductive material 306 is deposited on and formed in the optical imaging material layer 300. The inside of the opening 302 is filled. As shown in FIG. 3E, the conductive material layer 302 is electrically isolated from the gate electrode layer 104 by an insulating material layer 304 previously deposited in the opening 302 in the optical imaging material layer 300. In this embodiment, the conductive material layer 306 comprises, for example, CB800A DAG manufactured by Atchison Colloid of Port Huron, Michigan. In another embodiment, the conductive material layer 306 comprises a different graphite-based conductive material. In yet another embodiment, a graphite-based conductive material is deposited as a semi-dry spray to reduce the shrinkage of the conductive material layer 306. In such an embodiment, the present invention allows the final thickness of the conductive material layer 306 to be effectively controlled. Although such deposition methods are listed above, the present invention also uses other various deposition methods to deposit various other conductive materials on the optical imaging material layer 300 and the optical imaging material layer 300. It will be appreciated that it is also suitable for deposition within the opening 302 formed therein.
[0028]
Referring now to FIG. 3F, in one embodiment of the present invention, excess conductive material disposed on the optical imaging material layer 300 and / or in the opening 302 in the optical imaging material layer 300 is removed. The optical imaging material layer 300 is removed by wiping (for example, “squeezing”) from the upper surface. In this case, the present embodiment ensures that the conductive material layer 306 has a desired depth inside the opening 302 in the optical imaging material layer 300. After the excess conductive material is removed, the conductive material layer 306 is cured. In this embodiment, the conductive material layer 306 is baked at about 80-90 degrees Celsius for about 4-5 minutes. In another embodiment, excess conductive material disposed on the optical imaging material layer 300 and / or within the aperture 302 in the optical imaging material layer 300 may be mechanically removed after the curing process. It is removed by wiping off. Again, such a method ensures that the conductive material is deposited to a desired depth within the opening 302 in the optical imaging material layer 300.
[0029]
Referring now to FIG. 3G, after the conductive material layer 306 is cured, the present invention removes the remaining portion of the optical imaging material layer 300. In this embodiment, professional grade acetone is deposited on the optical imaging material layer 300 to facilitate the removal process. The present invention is suitable for removing photoimaging material using many other solvents such as 400T photoresist stripper, NMP stripper from Hoechst Celanese, Somerville, NJ. After removing the remaining portion of the photoimageable material layer 300, the rows and columns remain aligned on the cathode structure. As a result, this embodiment provides a fully conductive focus waffle structure that is electrically isolated from the gate layer 104 by a portion of the insulating material layer 304. Further, the conductive focus waffle structure of this embodiment is disposed in the dielectric lower part (consisting of the part of the insulating material layer 304) and in the opening 302 of the optical imaging material layer 300 of FIGS. 3B-3F. A conductive upper portion (made of a conductive material). Thus, this embodiment is electrically isolated from the underlying conductive gate electrode layer; not formed from expensive and undesirable polyimides; and does not require difficult and complex angled deposition process steps. A focus waffle structure is formed.
[0030]
In this embodiment, the substantially orthogonal rows and columns of the conductive focus waffle structure are formed to a height of about 40-100 microns. The substantially orthogonal rows and columns also define an aperture therebetween, the aperture being large enough to allow passage of electrons emitted from the field emitter 106. It will be appreciated that by applying a potential to the conductive focus waffle structure, electrons emitted from the field emitter 106 are directed to the respective sub-pixel regions.
[0031]
Referring now to FIG. 4A, there is shown a side cross-sectional view representing the starting point of a method for forming a conductive focus waffle according to one embodiment of the claimed invention. The structure of FIG. 4A is similar or the same as the structure of FIG. 1A. For further clarity, it should be understood that some features well known in the art are not shown in the following figures or are not detailed in the following description. In the embodiment of FIG. 4A, a portion of the cathode portion of a field emission display is shown. Specifically, in FIG. 4A, substrate 100 has a row electrode (not shown) disposed thereon. The present invention is also suitable for various other configurations, for example with a resistive layer (not shown) on which the row electrodes are disposed. An intermetallic dielectric layer 102 made of, for example, silicon dioxide is disposed on the row electrodes. A conductive gate electrode layer 104 is placed over the intermetal dielectric layer 102. A field emitter structure, generally indicated at 106, is formed within each cavity in the intermetal dielectric layer. Further, the sealing layer 108 covers the cavities in the intermetallic dielectric layer 102 to protect the field emitter 106 during the next processing step.
[0032]
Referring now to FIG. 4B, this embodiment deposits a layer 400 of insulating material on the cathode structure. In the embodiment of FIG. 4B, a layer 400 of insulating material is deposited using a screen printing type deposition process. That is, the insulating material is repeatedly deposited at a desired position on the cathode structure until the insulating material layer 400 reaches a desired depth. In the present embodiment, the insulating material layer is made of, for example, silicon dioxide, SOG, or the like.
[0033]
Referring now to FIG. 4C, this embodiment then deposits a conductive material layer 402 over the insulating material layer 400. In this embodiment, the conductive material layer 402 is deposited using a screen printing type process. In so doing, the present invention incrementally forms orthogonal rows and columns of a conductive focus waffle structure having a bottom of dielectric material and a top of the conductor. The conductive layer 402 of this embodiment is made of a conductive material, such as CB800A DAG manufactured by Atchison Colloid of Port Huron, Michigan, or another graphite-based conductive material.
[0034]
Referring now to FIG. 4D, the present invention repeatedly deposits a conductive material layer on the cathode structure surface until the conductive focus waffle structure is completely formed. In this embodiment, the conductive material is repeatedly deposited until the conductive focus waffle structure is about 40-100 microns high. Thus, the present invention provides a method for forming a conductive focus waffle structure that does not require deposition and patterning of a photoimageable material layer. In this embodiment, the substantially orthogonal rows and columns define an opening therebetween, the opening being large enough to allow passage of electrons emitted from the field emitter 106. It will be appreciated that by applying a potential to the present conductive focus waffle structure, the emitted electrons are directed from the field emitter 106 to the respective subpixel regions.
[0035]
Referring now to FIG. 5A, a top view of a structure formed in accordance with another embodiment of the present invention is shown. In the embodiment of FIG. 5A, a conductive focus waffle structure is formed using a two-step method. More specifically, in embodiments such as the embodiments of FIGS. 1A-1H and 3A-3G, the aperture shown at 502 in FIG. 5A is processed using the processing steps described in connection with FIGS. 1B and 1C. It is formed in the optical imaging material layer 500. That is, the opening 502 extends through the optical imaging material layer 500 to the underlying insulating material layer. In connection with the embodiment of FIGS. 3A-3G, after the opening 502 is formed in the optical imaging material layer 500, an insulating material is deposited in the opening 502.
[0036]
Still referring to the embodiment of FIG. 5A, unlike the openings 114 of FIG. 2 that constitute both the row and column patterns of the conductive focus waffle structure, the openings 502 of FIG. 5A are the rows of the conductive focus waffle structures. Configure only the organization pattern. Thus, after the processing steps described in connection with FIGS. 1E-1H or alternatively FIGS. 3E-3G, conductive row portions of the conductive focus waffle structure are formed. Thus, unlike the previous embodiment where the row and column portions of the conductive focus waffle structure are formed simultaneously, the embodiment shown in FIGS. 5A-5D sequentially moves the row and column portions of the conductive focus waffle structure. Form.
[0037]
Referring now to FIG. 5B, after the row portion of the conductive focus waffle structure is formed, the present invention applies the second photoimageable material layer 503 above the cathode portion and previously formed conductive focus. Deposit over the row portion of the waffle structure. In embodiments such as the embodiments of FIGS. 1A-1H and 3A-3G, using the processing steps described in connection with FIGS. 1B and 1C, the aperture shown at 504 in FIG. Formed inside. That is, the opening 504 extends through the optical imaging material layer 503 to the underlying insulating material layer. In connection with the embodiment of FIGS. 3A-3G, after the opening 504 is formed in the optical imaging material layer 503, an insulating material is deposited in the opening 503.
[0038]
Still referring to the embodiment of FIG. 5C, similar to the apertures 502 of FIG. 5A, the apertures 504 of FIG. 5C constitute only a row-organized pattern of conductive focus waffle structures. Thus, in such an embodiment, after the processing steps described in connection with FIGS. 1E-1H or alternatively in connection with steps 3E-3G are complete, the conductive column portion of the conductive focus waffle structure Is formed.
[0039]
FIG. 5D shows a top view of the conductive focus waffle structure of the present invention including conductive row portions 506 and conductive column portions 508. In this embodiment, conductive row portions 506 and conductive column portions 508 are electrically isolated from underlying conductive gate electrode layer 104 by an invisible insulating material layer. Accordingly, the embodiment shown in FIGS. 5A-5D sequentially forms a row portion 506 and a column portion 508 of the conductive focus waffle structure.
[0040]
Further, in the present embodiment shown in FIG. 5B, the optical imaging material layer 503 is deposited thicker than the height of the conductive row portions 506. Therefore, in this embodiment, the height of the column portion 508 of the conductive focus waffle structure is formed different from the height of the row portion 506 of the conductive focus waffle structure. More specifically, in one embodiment, the column portion 508 is formed higher than the height of the row portion 506 of the conductive focus waffle structure. As a result, the present invention is suitable for having column portions 508 that reinforce the support structure located along the row portions 506. Accordingly, the column portion 508 near the intersection with the row portion 506 is higher, thereby strengthening the support structure disposed along the row portion 506. That is, the walls, ribs, or other support structures that are normally located along the row portions 506 are stabilized and strengthened by the higher column portions 508 located in the vicinity.
[0041]
While the above embodiments have presented the formation of row portions 506 of conductive focus waffle structures and the formation of column portions 508 of conductive focus waffle structures, the present invention also provides rows of conductive focus waffle structures. It is also suitable for forming the row portion 508 of the conductive focus waffle structure prior to the formation of the portion 506. Similarly, the present invention is also suitable for forming a conductive focus waffle structure such that the row portions 506 are higher than the column portions 508.
[0042]
While the embodiment of FIGS. 5A-5D is described in connection with the processing steps shown in FIGS. 1A-1H and FIGS. 3A-3G, the embodiments of FIGS. 5A-5D are also shown in FIGS. 4A-4D. Also suitable for use in connection with steps. That is, the present invention also includes embodiments that sequentially form row and column portions of the conductive focus waffle structure using the processing steps of FIGS.
[0043]
Referring now to FIG. 6A, there is shown a side cross-sectional view representing the starting point in forming a conductive focus waffle in one embodiment of the invention described in this claim. For clarity, it should be understood that some features well known in the art are not shown in the following figures or are not detailed in the following description. In this embodiment, a portion of the cathode portion of the field emission display is shown. Specifically, in FIG. 6A, substrate 100 has a row electrode (not shown) disposed thereon. The present invention is also suitable for a variety of other configurations, for example where the row electrodes have a resistive layer (not shown) disposed thereon. An intermetallic dielectric layer 102 made of, for example, silicon dioxide is disposed on the row electrodes. A conductive gate electrode layer 104 is placed over the intermetal dielectric layer 102. A field emitter structure, generally indicated at 106, is formed within each cavity in the intermetal dielectric layer. Further, the sealing layer 108 covers the cavities in the intermetallic dielectric layer 102 to protect the field emitter 106 during the next processing step.
[0044]
Referring now to FIG. 6B, in one embodiment of the present invention, an insulating material layer 110 (eg, a dielectric material layer) is deposited over the cathode portion. In the present embodiment, the insulating material layer 110 is, for example, spin-on glass (SOG). However, the present invention is also suitable for depositing various other types of insulating materials on the cathode portion of FIG. 6A. In this embodiment, the insulating material layer 110 is deposited to a depth of about 5-50 microns.
[0045]
Referring now to FIG. 6C, in this embodiment of the invention, a layer 600 of optical imaging material is deposited on the dielectric layer 110 in the cathode portion of FIG. 6B. In this embodiment, the optical imaging material layer 600 is made of a photoresist such as AZ4620 photoresist manufactured by Hoechst Celanese, Somerville, NJ. However, the present invention is also suitable for use with various other types and suppliers of optical imaging materials. In this embodiment, the layer of photoresist 600 is deposited to a depth of about 20-50 microns.
[0046]
Referring now to FIG. 6D, after the optical imaging material layer 600 is deposited, the optical imaging material layer 600 is first subjected to an exposure process. After the exposure process, the present embodiment removes a portion of the optical imaging material layer 600 to form an opening generally indicated by 602 in the side sectional view of FIG. In this embodiment, the opening 602 forms the first portion of the conductive focus waffle structure forming template. That is, the openings 602 are arranged in a grid pattern consisting of substantially orthogonal rows and columns. Also for clarity, only two openings 602 are shown in FIG. 6D, but it should be understood that multiple rows and columns of openings are formed in the optical imaging material layer 600.
[0047]
Referring now to FIG. 6E, after the opening 602 of FIG. 6C has been formed, the present invention provides a first conductive material layer 604 over and into the optical imaging material layer 600. 602 is attached inside. As shown in FIG. 6E, the first conductive material layer 604 is electrically insulated from the conductive gate electrode layer 104 by the insulating material layer 110. In the present embodiment, the first conductive material layer 604 is made of, for example, CB800A DAG manufactured by Atchison Celanese of Port Huron, Michigan. In another embodiment, the first conductive material layer 604 comprises a different graphite-based conductive material. In yet another embodiment, a graphite-based conductive material is deposited as a semi-dry spray to reduce the shrinkage of the first conductive material layer 604. In such an embodiment, the present invention allows the final depth of the first conductive material layer 604 to be effectively controlled. Although such a deposition method is presented above, the present invention also deposits various other conductive material layers over and within the aperture 602 formed therein. It is also suitable to use various other deposition methods to accomplish this.
[0048]
Referring now to FIG. 6F, in one embodiment of the present invention, extra conductivity is disposed over the optical imaging material layer 600 and / or within the opening 602 in the optical imaging material layer 600. The material is removed by wiping (eg, “squeezing” etc.) from the top surface of the optical imaging material layer 600. In this case, the present invention ensures that the first conductive material layer 604 has a desired depth inside the opening 602 in the optical imaging material layer 600. After the excess conductive material is removed, the first conductive material layer 604 is cured. In this embodiment, the first conductive material layer 604 is baked at about 80-90 degrees Celsius for about 4-5 minutes. In another embodiment, the excess conductive material disposed over and / or within the aperture 602 in the photoimageable material layer 600 may cause an excess amount of conductive after the curing process. The mechanical material is removed by mechanically wiping. Again, such a method ensures that the conductive material is at the desired depth inside the opening 602 in the optical imaging material layer 600.
[0049]
Referring now to FIG. 6G, the present invention removes the remaining portion of the optical imaging material layer 600 after the first conductive material layer 604 is cured. In the present invention, professional grade acetone is applied to the photoimageable material layer 600 to facilitate the removal process. The present invention is suitable for removing photoimaging material using many other solvents such as 400T photoresist stripper, NMP stripper from Hoechst Celanese, Somerville, NJ. After removing the remaining portions of the optical imaging material layer 600, the first portions of the conductive rows and columns 604 remain aligned on the insulating material layer 110.
[0050]
Referring now to FIG. 6H, in this embodiment of the present invention, a second photoimageable material layer 606 is deposited over the dielectric portion 110 of the cathode portion and over the conductive structure 604 of FIG. 6G. .
[0051]
Next, referring to FIG. 6I, after the optical imaging material layer 606 is deposited, the optical imaging material layer 606 is subjected to a second exposure process. After the second exposure process, the present embodiment removes the portion of the optical imaging material layer 606 to form an opening in the optical imaging material layer 606, generally indicated by 608 in the side cross-sectional view of FIG. 6I. In this embodiment, the opening 608 forms the second part of the conductive focus waffle structure forming template. That is, the openings 608 are arranged in a grid pattern consisting of substantially orthogonal rows and columns. Also for clarity, only two sets of apertures 608 are shown in FIG. 6I, but it should be understood that multiple rows and columns of apertures are formed in the optical imaging material layer 606. .
[0052]
Referring now to FIG. 6J, after the opening 608 of FIG. 6I has been formed, the present embodiment provides a second conductive material layer 610 over the optical imaging material layer 606 and an opening formed therein. 608 is attached inside. As shown in FIG. 6H, the second conductive material layer 610 is electrically isolated from the conductive gate electrode layer 104 by the insulating material layer 110.
[0053]
Referring now to FIG. 6K, in one embodiment of the present invention, excess conductive material disposed on top of the optical imaging material layer 606 and / or in the opening 608 within the optical imaging material layer 606 is added. The optical imaging material layer 606 is removed by wiping (eg, “squeezing”) from the upper surface of the optical imaging material layer 606. In doing so, the present invention ensures that the second conductive material layer 610 has a desired depth inside the opening 608 in the optical imaging material layer 606. After the excess conductive material is removed, the second conductive material layer 610 is cured. In another embodiment, excess conductive material disposed on the optical imaging material layer 606 and / or in the openings 608 in the optical imaging material layer 606 may have its excess amount machined after the curing process. It is removed by wiping off. Again, such a method ensures that the conductive material is deposited to the desired depth within the opening 608 in the photoimageable material layer 606.
[0054]
Referring now to FIG. 6L, after the second conductive material layer 610 is cured, the present invention removes the remaining portion of the optical imaging material layer 606. After the remaining portions of the optical imaging material layer 606 are removed, the first and second portions of conductive rows and columns (ie, 604 and 610) remain aligned on the insulating material layer 110. .
[0055]
As seen in FIG. 6M, after the remaining portions of the photoimageable material layer 606 have been removed, the present embodiment includes the insulating material layer except for the portions directly under the conductive rows and columns 604 and 610. 110 is removed. As a result, this embodiment provides a fully conductive focus waffle structure that is electrically isolated from the conductive gate electrode layer 104 by a portion of the insulating material layer 110. Furthermore, the conductive focus waffle structure of this embodiment includes a lower dielectric portion (consisting of an insulating material layer 110) and an upper conductive portion (604 and 610).
[0056]
As a result of the multi-level shape of this embodiment, the conductive focus waffle structure of FIG. 6M is suitable to have a higher portion 610 that reinforces the support structure disposed along the shorter portion 604. That is, a wall, rib or other support structure that is normally located on the shorter portion 604 is stabilized or strengthened by a higher portion 610 located in the vicinity.
[0057]
Further, although the embodiment of FIGS. 6A-6M is presented to place an insulating material layer 110 on the cathode structure prior to the deposition of the first or second photoimageable material layer, The configuration may also be dielectric or insulating within the openings formed in the first and / or second photoimageable material layers prior to the deposition of the first and / or second conductive material layers. Also suitable for embodiments where the material is deposited. Furthermore, the present invention is also suitable for embodiments in which only the row portion or only the column portion of the conductive focus waffle structure is multi-level.
[0058]
Thus, the present invention provides a focus waffle structure that does not suffer from significant contaminant release or venting. The present invention further provides a focus waffle structure that eliminates the need for complex and difficult angled deposition processing steps. In addition, the present invention also provides a focus waffle structure that improves focus waffle manufacturing throughput and yield.
[0059]
The foregoing descriptions of specific embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. They are not exhaustive or intended to limit the invention to the precise forms disclosed, and obviously many modifications and variations are possible in light of the above teaching content. is there. These embodiments are presented in order to best illustrate the principles of the invention and its practical application, and thus various modifications suitable for the particular use contemplated by the person skilled in the art and thus contemplated by others skilled in the art. It has been chosen and described in order to be able to best utilize the various embodiments involved. The scope of the present invention is defined by the claims appended hereto and their equivalents.
[Brief description of the drawings]
The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
FIG. 1A is a side cross-sectional view showing one starting point in a method for forming a conductive focus waffle according to an embodiment of the present invention.
1B is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1A with a dielectric material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
1C is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1B with an optical imaging material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
1D is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1C having an opening formed in an optical imaging material layer according to one embodiment of the present invention.
1E is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1D having a conductive layer disposed over and in the aperture of the optical imaging material layer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 1F is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1E with excess portions of the conductive layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
FIG. 1G is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1F with the remainder of the optical imaging material layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
1H is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 1G with various portions of the insulating material layer removed from itself in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of an opening formed in an optical imaging material layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3A is a side cross-sectional view illustrating one starting point in a method for forming a conductive layer focus waffle according to one embodiment of the present invention.
3B is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3A with an optical imaging material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
3C is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3B with openings formed in the optical imaging material layer according to one embodiment of the invention.
3D is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3C with a dielectric material disposed in the opening according to one embodiment of the invention.
3E is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3D having a conductive layer disposed over and in its opening in the optical imaging material layer according to one embodiment of the present invention.
3F is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3E with excess portions of the conductive layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
3G is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 3F with the remainder of the optical imaging material layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a side cross-sectional view illustrating one starting point in a method of forming a conductive focus waffle according to one embodiment of the present invention.
4B is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 4A with an insulating material layer disposed thereon according to one embodiment of the invention.
4C is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 4B with a conductive layer disposed on an insulating material layer according to one embodiment of the present invention.
4D is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 4C with a thicker conductive layer disposed over an insulating material layer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a top plan view of a structure formed in accordance with one embodiment of the present invention.
5B is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 5A with a second optical imaging material layer disposed therein according to one embodiment of the present invention.
5C is a top plan view of the structure of FIG. 5B with additional openings formed in accordance with one embodiment of the present invention.
FIG. 5D is a top plan view of a conductive focus waffle structure formed in accordance with one embodiment of the present invention.
6A is a side cross-sectional view showing one starting point in a method for forming a conductive focus waffle according to one embodiment of the present invention. FIG.
6B is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6A with a dielectric material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
6C is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6B with a first optical imaging material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
6D is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6C with an opening formed in the first optical imaging material layer according to one embodiment of the invention.
6E is a side of the structure of FIG. 6D with a first conductive layer disposed on a first optical imaging material layer and in a first opening formed therein, according to one embodiment of the present invention. FIG.
6F is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6E with excess portions of the first conductive layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
6G is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6F with the remaining portion of the first optical imaging material layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
6H is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6G with a second optical imaging material layer disposed thereon according to one embodiment of the present invention.
6I is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6H with openings formed in the second optical imaging material layer according to one embodiment of the present invention.
6J is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6I with a second conductive layer disposed over the second optical imaging material layer and in an opening formed therein, according to one embodiment of the present invention. It is.
6K is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6J with excess portions of the second conductive layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
6L is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6K with the remaining portion of the second optical imaging material layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
6M is a side cross-sectional view of the structure of FIG. 6L with various portions of the insulating material layer removed from itself according to one embodiment of the present invention.
The drawings referred to in this specification should be understood as not being drawn to scale except if specifically noted.

Claims

In a method of forming a conductive focus waffle structure that focuses electrons emitted from a cathode portion of a flat panel display device, the method includes:
a) depositing a first photoresist on the cathode portion;
b) removing the portion of the first photoresist so that an opening is formed in the first photoresist, and a dielectric material layer is formed at the bottom of the opening of the first photoresist. The dielectric material layer is deposited and deposited over the cathode portion before the first photoresist is deposited or after the opening of the first photoresist is formed. Where the steps;
c) depositing a conductive material layer over the cathode such that the conductive material layer overlies the dielectric material layer in the opening of the first photoresist;
d) removing the photoresist such that at least a portion of the conductive focus waffle structure is formed over the cathode;
e) depositing a second photoresist over the cathode portion and the at least one portion of the conductive focus waffle structure;
f) removing the portion of the second photoresist so that an opening is formed in the second photoresist, and a dielectric material layer is formed at the bottom of the opening of the second photoresist. The dielectric material layer that has been deposited is deposited on the cathode portion before the second photoresist is deposited or after the opening of the second photoresist is formed. Where the steps;
g) a second conductive material layer is disposed over the cathode and the second conductive material layer is disposed over the dielectric material layer in the opening of the second photoresist. Adhering step;
h) removing the second photoresist such that at least a second portion of the conductive focus waffle structure is formed over the cathode.

The step f) comprises forming a dielectric material after the opening of the second photoresist is formed and before the second conductive material layer is disposed in the opening of the second photoresist. The method of forming a conductive focus waffle structure according to claim 1, comprising depositing on the cathode portion within the opening of the second photoresist.

The step f) is such that an opening is formed in the second photoresist portion at a position where at least the second portion of the conductive focus waffle structure is to be formed. A method of forming a conductive focus waffle structure according to claim 1 or 2, comprising the step of removing the conductive focus waffle structure.